Siurblių velenų sandarikliai

 

Sandarinant išcentrinį siurblį, iššūkis yra – leisti besisukančiam velenui patekti į „šlapią“ darbinę siurblio vietą, tuo pačiu užkertant kelią skysčio, kuris įtakojamas slėgio, nutekėjimui.

 

SANDARINIMO ĮKAMŠOS

Prieš nagrinėdami, kaip veikia mechaniniai sandarikliai, svarbu suprasti kitus sandariklių formavimo būdus. Vienas iš vis dar plačiai naudojamų metodų yra įkamša, t.y. apjuosiamas siurblio velenas medžiaga, kuri panaši į virvę – taip fiziškai užpildomas tarpas tarp veleno ir siurblio korpuso.

Viengubas sandarinimas

Tai yra vienas iš paprasčiausių ir nebrangiausių veleno sandariklių, kuris buvo naudojamas šimtmečius ir naudojamas iki šiol. Struktūriškai tai yra virvė 1, kuris telpa į siurblio korpuso 3 griovelį aplink veleną ir yra tam tikru būdu suspaustas (uždaromas sandarinimo dėžutės dangteliu 2, kuris varžtais priveržtas prie siurblio korpuso).

Šiuo metu šio tipo sandarikliams naudojamos specialios virvės, pagamintos iš įvairių medžiagų ir įmirkytos specialiais impregnantais, atsižvelgiant į pumpuojamą skystį ir darbinę temperatūrą.

 

Dvigubas sandarinimas tarp siurblio veleno

Šie sandarikliai gali veikti, jei įkamša yra nuolat sudrėkinta, todėl ji yra priveržiama iki tokios būklės, kad, kai siurblys veikia, per jį laša siurbiamas skystis. Per stipriai priveržus įkamšą, galimas jos perkaitimas ir pažeidimas. Todėl toks sandariklis negali garantuoti visiško sandarumo.

Naudojamos viengubos ir dvigubos įkamšos. Viengubos darbui su skysčiais iki + 95°С temperatūros, dvigubos iki + 140°С ir daugiau.
Dvigubos įkamšos veikimo ypatybė – poreikis tiekti barjerinį skystį į kamerą tarp įkamšos sandariklių. Tokiu atveju barjerinio skysčio slėgis turėtų būti 0,5 bar didesnis už slėgį siurblio darbo kameroje. Paveikslėlyje parodytas dvigubos įkamšos pavyzdys.

 

Įkamšų tipai:

– įkamšos pagamintos grafitinės armuotos folijos pagrindu su skerspjūviu nuo 3 mm iki 50 mm
Tokios įkamšos pasižymi dideliu elastingumu, geru plastiškumu gniuždant, turi mažą trinties koeficientą, aukštą šilumos laidumą, būdingas mažas korozinis ir mechaninis darbinio paviršiaus nusidėvėjimas. Tinka naudoti vandens siurbliuose.

– pagamintos iš sintetinio pluošto su skerspjūviu nuo 3 mm iki 50 mm
Sintetinio pluošto įkamšos pasižymi aukštu mechaniniu atsparumu ir atsparumu abrazyvinėms terpėms. Juos rekomenduojama naudoti naftos perdirbimo, chemijos, celiuliozės ir popieriaus pramonėje.

– pagamintos fluoroplastiko fluoroplastiko pagrindu, skerspjūvis nuo 3 mm iki 50 mm
Fluoroplastinės įkamšos yra atsparios agresyvioms terpėms, praktiškai be nuotėkio, esant šaltam srautui ir yra labai plastiškos suspaudimo metu. Jas rekomenduojama naudoti farmacijos, maisto, celiuliozės ir popieriaus, chemijos pramonėje. Išimtis yra fluoro turintys skysčiai.

– pagamintos fluoroplastiko užpildyto grafitu pagrindu, skerspjūvis nuo 3 mm iki 50 mm
Grafitu užpildytos įkamšos turi gerą cheminį atsparumą visoms terpėms, turi didelį šilumos laidumą, mažą trinties koeficientą, didelį elastingumą ir lankstumą, praktiškai neturi nuotėkio, esant šalto srauto sąlygomis. Šių įkamšų stiprumas pasiekiamas audžiant pluoštą (Kevlar) į kampinę pynę – tai leidžia šias įkamšas panaudoti patikimam įrengimų, siurbiančių terpes, kurios turi savyje abrazyvinių dalelių, smėlio, taip pat terpėms, gebančioms kristalizuotis, sandarinimui. Jas rekomenduojama naudoti farmacijos, maisto, chemijos ir energetikos pramonėje.

– kombinuotojo (grafito-fluoroplastinio), skerspjūvis nuo 3 mm iki 50 mm
Kombinuotosios įkamšos pasižymi dideliu plastiškumu, elastingumu, turi mažą trinties koeficientą, yra patvarios dėl ​​kampinio pynimo, kuris suteikia sandarinimui sustiprinimą.

 

Įkamšos dar dažnai naudojamos daugelyje sričių, tačiau vis daugiau vartotojų renkasi mechaninius sandariklius dėl šių priežasčių:

• Besisukančio veleno trintis, laikui bėgant, veikia įkamšą, o tai padidina nuotėkį, kol įkamša nebus sureguliuotas ar pervyniota;
• Veleno trintis taip pat reiškia, kad įkamšą pastoviai reikia plauti dideliu kiekiu vandens, kad ji vėstų;
• Įkamšą reikia prispausti prie veleno, kad sumažėtų nuotėkis – tai reiškia, kad siurbliui reikia daugiau pavaros galios velenui sukti, tuo pačiu daugiau eikvojant energijos;
• Kadangi įkamša turi liestis su velenu, ilgainiui velene susiformuos griovelis, dėl kurio remontuoti ar pakeisti veleną gali būti brangu.

 

RIEBOKŠLINIAI SANDARIKLIAI

 

Šie sandarikliai yra įkamšų alternatyva ir pasirodė išradus gumą. Pagal konstrukciją tai yra elastingas žiedas, uždėtas ant siurblio veleno, kurio sandariklis hermetizuoja veleną dėl sumontuoto spyruoklinio žiedo ir skysčio slėgio siurblio korpuse. Paprastai, montuojant siurbliuose, siurbiamo skysčio temperatūra neviršija +70 … 90°С.

Jie gaminami iš įvairių tipų gumos:

– etileno-propileno kaučiukas (EPDM) – skirtas maisto pramonei ir šarminiams skysčiams;
– nitrilo kaučiukas (NBR) – siurbiant kurą ir tepalus;
– fluoro anglies kaučiukas („Viton“, FPM) siurbiant rūgštinius skysčius.

 

 

MECHANINIAI SANDARIKLIAI

 

Mechaninių sandariklių, kaip ir aukščiau aprašytų įkamšų ir riebokšlių paskirtis – leisti velenui patekti į siurblio darbo zoną, tuo pačiu neleidžiant skysčiui patekti į išorę.  Mechaninis sandariklis yra sandarinimo mechanizmas, susidedantis iš pagrindinio sandariklio ir pagalbinių, judančių ir nejudančių trinties porų, kontaktuojančių su siurbiama ir sulaikoma terpe. Mechaninis sandariklis susideda iš 2 pagrindinių dalių: nejudančio elemento (žiedas ir sandarinimo elementas ), kuris yra sumontuotas siurblio korpuse ir sandarinantis montavimo vietą, ir besisukantis, kuris yra pritvirtintas prie veleno ir sandarina veleną (susideda iš guminio silfono , žiedo ir spyruoklės). Tarp šių elementų yra 2 žiedai, pagaminti iš kompozicinių medžiagų arba keramikos.

 

Šių žiedų paviršiai glotnūs, kas jų sąlyčio taške leidžia užtikrinti sandarumą tarp judančių ir nejudančių dalių. Mechaniniai sandarikliai pasižymi ilgu tarnavimo laiku ir praktiškai neturi nuotėkio (nuotėkis mažesnis nei 0,1 cm³/h).

 

Viengubas mechaninis siurblio sandariklis

 

Tai yra labiausiai paplitusi schema. Jis naudojamas, jei nereikia visiško sandarumo, o darbinė temperatūra yra iki: + 95 ÷ + 200°С.

Naudojimas

Siurbliuose ir agregatuose, perpumpuojančiuose chemiškai neutralius ir netoksinius skysčius. Kai siurbiamos terpės temperatūra siekia iki +250°C, naudojami viengubi mechaniniai sandarikliai su šaldymu.

Rūšys

Su spyruoklėmis, esančiomis perpumpuojamame produkte (sandarinimo terpėje).
Su spyruoklėmis, kurios nekontaktuoja su perpumpuojamu produktu. Naudojami tais atvejais, kai egzistuoja angų ir spyruoklių užkimšimas abrazyvinėmis dalelėmis, nuosėdomis ir t.t.
Su veleno šaldytuvu ir be jo.

Ypatumai

Sandarikliai gali būti montuojami tiek riebokšlio kameros viduje, tiek išorėje (tais atvejais, kai kamera pernelyg maža).
Numatyta galimybė mažinti temperatūrą guminių žiedų zonoje iki palankaus temperatūrų režimo.
Galimybė naudoti įvairius aušinimo skysčius: techninis vanduo, antifrizas, dyzelinis kuras ir kt.
Numatytas atvamzdžių sumontavimas, kad būtų užtikrintas nuorinimas, terpės padavimas į riebokšlio kameros ertmę.

Nuotėkiai, nors ir maži, vis tiek egzistuoja bet kuriame sandariklyje. Vandeniui ir neagresyviems skysčiams tai nėra svarbu, tačiau jei reikia siurbti toksiškus ar chemiškai aktyvius skysčius, tada net mažesnis nei 0,1 cm³/h nuotėkis gali sukelti šių skysčių garų kaupimąsi patalpoje. Norint to išvengti, naudojamas dvigubas mechaninis sandariklis.

 

Dvigubas mechaninis siurblio sandariklis 

 

Toks sandariklis naudojamas pumpuojant sprogius ar nuodingus skysčius, kurių garų nutekėjimas yra neleistinas ir pavojingas. Ši schema taip pat naudojama siurbiant skysčius, kurie, išdžiūvę, gali kristalizuotis ir „priklijuoti“ darbinę sandariklio porą (pavyzdžiui, cukraus sirupai ir kt.). Norint eksploatuoti tokį sandarinimo mazgą, reikia tiekti barjerinį skystį, kurio slėgis turi būti bent 0,5 bar didesnis nei siurblyje).
Šio tipo sandarikliai gali veikti iki: + 140 ÷ + 200°С temperatūros.

Naudojimas

Siurbliuose ir agregatuose su šiomis sandarinimo terpėmis: naftos produktai, suskystintos angliavandenilio dujos, skysčiai, sudėtyje turintys kenksmingų cheminių medžiagų. Ypač efektyvūs terpėse su didesniu abrazyvinių medžiagų kiekiu, taip pat naudojant didelio klampumo produktus, pusiau sausosios trinties sąlygomis. Kai siurbiamos terpės temperatūra neviršija 400°C, naudojami dvigubi mechaniniai sandarikliai su šaldytuvu.

Rūšys

Su sparnuote. Naudojami tuomet, kai įrengta autonominė hermetizuojančio skysčio cirkuliacijos sistema.
Be sparnuotės. Jei naudojama hermetizuojančio skysčio cirkuliacijos nuo išorinio šaltinio sistema.
Su veleno šaldytuvu ir be jo.

Ypatumai

Visiškai užkertamas kelias sandarinimo terpės patekimui į atmosferą.
Pirmoji (kontūrinė) trinties pora veikia esant hermetizuojančio skysčio ir sandarinimo terpės slėgio skirtumui, o antroji (atmosferos) – esant hermetizuojančio skysčio ir atmosferos slėgio skirtumui.
Hermetizuojančio skysčio slėgis viršija sandarinimo terpės slėgį 0,1 – 0,3 MPa.
Hermetizuojantis skystis – chemiškai neagresyvus, netoksinis skystis, suderinamas su sandarinimo terpe.
Šaldytuvas leidžia užtikrinti sandarikliui palankų temperatūros režimą.
Galimybė naudoti įvairius aušinimo skysčius: techninis vanduo, antifrizas, dyzelinis kuras ir kt

 

Dvigubas mechaninis siurblio sandariklis “TANDEM”

 

Jis naudojamas, kai neįmanoma barjerinio skysčio tiekti į sandariklio mazgą iš išorės. Darbiniam naudojimui galima pagaminti autonominį baką su skysčiu, skirtu sandarinimo blokui aušinti.
Šio tipo sandarikliai gali veikti iki: + 200°C temperatūros.

Naudojimas

Siurbliuose ir agregatuose su šiomis sandarinimo terpėmis: naftos produktai, suskystintos angliavandenilio dujos, skysčiai, sudėtyje turintys kenksmingų cheminių medžiagų. Ypač efektyvūs tuomet, kai būtina užkirsti kelią hermetizuojančio skysčio patekimui į perpumpuojamą produktą. Kai siurbiamos terpės temperatūra neviršija 400°C, naudojami mechaniniai Tandem tipo sandarikliai su šaldytuvu.

Rūšys

Su spyruoklėmis, esančiomis perpumpuojamame produkte (sandarinimo terpėje).
Su spyruoklėmis, kurios nekontaktuoja su perpumpuojamu produktu. Naudojami tais atvejais, kai egzistuoja angų ir spyruoklių užkimšimas abrazyvinėmis dalelėmis, nuosėdomis ir t.t.
Su veleno šaldytuvu ir be jo.

Ypatumai

Visiškai užkertamas kelias hermetizuojančio skysčio patekimui į sandarinimo terpę.
Pirmoji (kontūrinė) trinties pora veikia esant hermetizuojančio skysčio ir sandarinimo terpės slėgio skirtumui, o antroji (atmosferos) – esant hermetizuojančio skysčio ir atmosferos slėgio skirtumui.
Hermetizuojantis skystis – chemiškai neagresyvus, netoksinis skystis, suderinamas su sandarinimo terpe.
Šaldytuvas leidžia užtikrinti sandarikliui palankų temperatūros režimą.
Galimybė naudoti įvairius aušinimo skysčius: techninis vanduo, antifrizas, dyzelinis kuras ir kt.
Nėra būtina hermetizuojančio skysčio slėgimo dujomis sistema.

 

 

Yra daugybė mechaninių sandariklių rūšių. Jie daugiausia skiriasi silfonų, elastomerų, žiedų medžiagomis, atsparumu siurbiamų terpių cheminei sudėčiai, abrazyvinėms dalelėms, maksimalioms temperatūroms, montavimo matmenimis ir t.t… Silfonai gali būti pagaminti iš metalo arba įvairių markių gumos. Žiedai gali būti pagaminti iš keramikos, silicio karbido, grafito. Tinkamai parinkto mechaninio sandariklio tarnavimo laikas gali būti 5 metai ir daugiau.

 

Mechaninių sandariklių naudojimo pranašumai:

• Nėra “matomo” nuotėkio – sandarikliai iš tikrųjų praleidžia garą, nes skysčio plėvelė ant paviršių pasiekia atmosferinę sandarinimo paviršių pusę;
• Esant normaliam darbiniam slėgiui ir temperatūrai, nuotėkis maždaug iki 1/2 arbatinio šaukštelio per dieną, esant kondensacijos sąlygomis;
• Šiuolaikinės sandariklio kasetės konstrukcijos nepažeidžia siurblio veleno ar įvorės;
• Kasdieninė priežiūra sutrumpėja, nes sandarikliai turi vidines spyruokles, dėl kurių jie patys prisitaiko, t.y. savaime susireguliuoja dėvintis judančių dalių paviršiams;
• Mechaninis sandariklis mažiau veikia į besisukantį veleno paviršių, dėl to sunaudojama mažiau energijos nei įkamšos atveju;
• Įprasto darbo metu guolių užterštumas sumažėja, nes guolių tepalas apsaugotas nuo skysčio nutekėjimo iš sandariklio ir tuo pačiu išplovimo;
• Įranga taip pat patiria mažesnę koroziją, kai siurbiamas produktas sulaikomas siurblyje, o ne prasiskverbia į aplinką;
• Naudojant mechaninius sandariklius, tuo pačiu užtikrinama, kad oras nebūtų įsiurbiamas į siurblį.

 

Medžiagų, kurios naudojamos mechaninių sandariklių gamyboje, mechaninės ir temperatūrinės savybės

 

 

Mechaninio sandariklio tarnavimo laiko trukmė

Mechaninis sandariklis yra eksploatacinė medžiaga.  Mechaninio sandariklio tarnavimo trukmė priklauso nuo daugelio veiksnių.

Įprastai veikiantis sandariklis gali sugesti dėl įvairių priežasčių: pašalinių daiktų, sausos eigos, tirštų, lipnių skysčių, kurių šiluma prastai išsklaidoma, skysčių su abrazyvinėmis priemaišomis, skysčių, kurių temperatūra ir cheminė medžiaga. sudėtis neatitinka mechaninio sandariklio parametrų, skysčių kristalizacija siurblio dalyje, normalus susidėvėjimas, siurblio paleidimas po prastovos su užstrigusiomis mechaninio sandariklio dalimis.

Po naujo siurblio sandėliavimo, ilgos siurblio prastovos, plovimo, prieš sekantį paleidimą rekomenduojama siurblio veleną prasukti rankomis. Tai galima padaryti sukant elektros variklio ventiliatorių. Jei mechaninio sandariklio dalys tarpusavyje buvo sulipusios, sukant veleną ranka, jos atsiklijuos ir siurblys pradės veikti be pažeidimų. Įjungiant elektros variklį be rankinio pasukimo, pradinis sukimo momentas daugeliu atvejų susiklijavusias tarpusavyje dalis pažeidžia, todėl mechaninis sandariklis nebegali atlikti sandarinimo funkcijų.